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      新型電源技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

      2020-07-12 07:55:34劉金華吳佳楠
      科技視界 2020年20期
      關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)課電源實(shí)驗(yàn)教學(xué)

      余 翼 王 凡 劉金華 吳佳楠

      0 引言

      傳統(tǒng)的電源技術(shù)以低頻技術(shù)為主,現(xiàn)代的電源技術(shù)是向以高頻技術(shù)為主的新型電源技術(shù)方向轉(zhuǎn)變的,同時(shí)這也是傳統(tǒng)電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)變的標(biāo)志。新型電源技術(shù)支撐起眾多新興產(chǎn)業(yè),在新能源、綠色交通、智能電網(wǎng)、先進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)、極端環(huán)境探索、節(jié)能減排等領(lǐng)域都取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。結(jié)合中山市的特色十大產(chǎn)業(yè)集群:裝備制造、健康醫(yī)藥、電子電信、燈飾光源、家用電器、金屬制品、紡織服裝、家居家具、精細(xì)化工、特色食品,培養(yǎng)具備新型電源技術(shù)的電氣工程及其自動(dòng)化類學(xué)生,更有利于為中山本地特色工業(yè)企業(yè)服務(wù),有助于產(chǎn)業(yè)升級(jí),增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。

      “新型電源技術(shù)”是我校電氣工程及其自動(dòng)化類的一門新興專業(yè)選修課程。其實(shí)驗(yàn)課程部分更是以實(shí)踐操作為基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

      1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

      在傳統(tǒng)的《新型電源設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)內(nèi)容主要是通過(guò)對(duì)8 個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使得學(xué)生進(jìn)一步了解開(kāi)關(guān)電源的工作原理以及各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的運(yùn)行特點(diǎn),同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)具體操作來(lái)鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。此前這種教學(xué)方案存在如下的問(wèn)題:

      (1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型單一:8 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生深入了解開(kāi)關(guān)電源的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)有幫助,但是沒(méi)有開(kāi)放性內(nèi)容,學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求,按部就班地完成相應(yīng)地實(shí)驗(yàn)操作,無(wú)法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。

      (2)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目吃力,效率不高:雖然有要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)地要求對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)習(xí),并且在實(shí)驗(yàn)課上,老師還會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)要求以及實(shí)驗(yàn)操作中的重點(diǎn)注意事項(xiàng)進(jìn)行講解,但是學(xué)生普遍感覺(jué)難度還是比較大,在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中問(wèn)題比較多,需要老師頻繁指導(dǎo),同時(shí)老師的講解也占用了實(shí)驗(yàn)課不少時(shí)間,導(dǎo)致在實(shí)際課堂上學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成情況不理想。

      (3)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)故障頻繁:因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源的實(shí)驗(yàn)大多都是強(qiáng)電類,實(shí)驗(yàn)電路中的電壓以及電流都比較大。對(duì)實(shí)驗(yàn)操作理解不足,電路中的接線有誤,或者實(shí)驗(yàn)步驟稍有不對(duì)的時(shí)候都會(huì)導(dǎo)致電路中的元器件的損壞,特別是開(kāi)關(guān)管和二極管。而如果這兩種元器件在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了損壞,是無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行替換的,就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行下去。甚至影響了后續(xù)要上課的班級(jí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程。

      (4)實(shí)驗(yàn)課考核方式不全面:因?yàn)閷?shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多數(shù)都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,因此只能從考勤,實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果等方面對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課的成績(jī)進(jìn)行評(píng)估,無(wú)法體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及具體技能技巧。

      2 《新型電源技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案

      2.1 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容改革

      通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)原實(shí)驗(yàn)課的8 個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行討論、分析,同時(shí)與本課程相關(guān)的《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)照后,對(duì)原有的buck,boost 等驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行刪減,保留“單端正激變換器電路的性能研究”、“單端反激變換器電路的性能研究”,“半橋型開(kāi)關(guān)電源的性能研究”等3 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,增加了設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,要求學(xué)生以3 人組成一個(gè)團(tuán)隊(duì),完成對(duì)特定要求的開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)發(fā),團(tuán)隊(duì)里的成員按照各自的特長(zhǎng),分工完成開(kāi)關(guān)電源開(kāi)發(fā)里的原理圖設(shè)計(jì)、元件選擇與計(jì)算、電路仿真與調(diào)試、PCB 圖的繪制,實(shí)物焊接與調(diào)試等內(nèi)容。不僅可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力,也能通過(guò)具體的分工培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的實(shí)際技能。

      2.2 實(shí)驗(yàn)課教學(xué)形式改革

      隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)各行各業(yè)都有促進(jìn)作用,在教育行業(yè)涌現(xiàn)了很多互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái),比如中國(guó)大學(xué)MOOC 網(wǎng)、學(xué)堂在線、網(wǎng)易公開(kāi)課、泛雅平臺(tái)學(xué)習(xí)通等。互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)有它的優(yōu)勢(shì),比如教學(xué)資料樣式豐富,可以向?qū)W生提供各種影視、音頻、動(dòng)畫(huà)類教學(xué),能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,其次它提供的教學(xué)時(shí)間是沒(méi)有限制的,學(xué)生可以自主選擇合適自己的時(shí)間段進(jìn)行學(xué)習(xí),根據(jù)學(xué)習(xí)情況自主控制學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)短,這種教學(xué)方式做到了以學(xué)生為中心,使每一個(gè)學(xué)生都能獲得適合自己的學(xué)習(xí)方案。因此,在本門實(shí)驗(yàn)課,也引入了互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)通,創(chuàng)建了相應(yīng)的課程,此外還錄制具體的實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)視頻。學(xué)生可以在上實(shí)驗(yàn)課之前,通過(guò)觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻,更直觀地提前了解每一個(gè)操作步驟的具體操作方法,這種預(yù)習(xí)方式比學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的效果更好。實(shí)施了這種教學(xué)形式的改革之后,老師不需要在實(shí)驗(yàn)課對(duì)操作步驟進(jìn)行講解,同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)課里可以做更多的內(nèi)容。此外相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,同學(xué)們的問(wèn)題少了,實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成需要的時(shí)間更少,實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效率高了。通過(guò)這種方式,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)步驟理解更深,操作失誤的情況減少,也大大降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備得故障率,保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程順利進(jìn)行。

      2.3 《新型電源技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程考核及評(píng)價(jià)方法改革方案

      《新型電源技術(shù)》實(shí)驗(yàn)是綜合性強(qiáng)的實(shí)踐類課程,不僅要求學(xué)生有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),更要求學(xué)生有相應(yīng)的實(shí)踐操作能力以及具備熟練的技能技巧。因此,實(shí)驗(yàn)課課程考核及評(píng)價(jià)方法,不僅對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中的參與情況進(jìn)行評(píng)估,更注重學(xué)生在設(shè)計(jì)類項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)合作的能力,分工的具體任務(wù)以及完成情況進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)=觀看視頻預(yù)習(xí)(10%)+實(shí)驗(yàn)課考勤(10%)+團(tuán)隊(duì)合作表現(xiàn)及具體任務(wù)完成情況(40%)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果(40%)。其中團(tuán)隊(duì)合作表現(xiàn)及具體任務(wù)完成情況的評(píng)估內(nèi)容有:設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題難度,團(tuán)隊(duì)其他成員評(píng)價(jià),具體分工完成情況(原理圖設(shè)計(jì)、元件選擇與計(jì)算、電路仿真與調(diào)試、PCB 圖繪制、實(shí)物焊接與調(diào)試)。

      3 結(jié)語(yǔ)

      通過(guò)引入了設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使用云平臺(tái)給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻以及其他預(yù)習(xí)的教學(xué)資料,以及修訂實(shí)驗(yàn)課課程考核及評(píng)價(jià)的方法,不僅增加學(xué)生綜合素質(zhì)具體的技能技巧降低了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的故障率,保證了實(shí)驗(yàn)課順利地進(jìn)行。

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